صفحة 183 - كتاب الفيزياء - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 المحركات الحرارية

المفاهيم الأساسية

المحرك الحراري: أداة ذات قدرة على تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية بصورة مستمرة.

الحرارة الضائعة (Q): الحرارة غير المتحولة إلى شغل، والتي تنتقل إلى خارج المحرك.

خريطة المفاهيم

```markmap

المحركات الحرارية

تعريف المحرك الحراري

• أداة تحول الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية باستمرار
• العملية العكسية (من ميكانيكي إلى حراري) تحدث بسهولة

مكونات المحرك الحراري

• مصدر ذو درجة حرارة مرتفعة (يمتص منه الحرارة)
• مستقبل (مصرف) ذو درجة حرارة منخفضة (يمتص الحرارة)
• طريقة لتحويل الطاقة الحرارية إلى شغل

مثال: محرك الاحتراق الداخلي (محرك السيارة)

• يشتعل بخار الجازولين المخلوط بالهواء في الأسطوانة
• يتمدد الهواء ويدفع المكبس (تحويل حراري إلى ميكانيكي)
• دورة العمل (تتكرر عدة مرات كل دقيقة)

- الإدخال

- الضغط

- الاشتعال

- العادم

الحرارة الضائعة

• لا تتحول كل الطاقة الحرارية الناتجة عن الاشتعال إلى شغل
• جزء من الحرارة ينتقل إلى الهواء الخارجي والمبرد
• هذه الحرارة غير المتحولة إلى شغل تسمى (Q)

```

نقاط مهمة

• المحرك الحراري يحتاج إلى مصدر ساخن ومصرف بارد ليعمل.
• في محرك السيارة، تتحول الطاقة الحرارية الناتجة عن احتراق الوقود إلى طاقة ميكانيكية لتحريكها.
• كفاءة المحرك ليست 100%، فجزء من الطاقة الحرارية يُفقد كـ "حرارة ضائعة".

المحركات الحرارية

هي الدفء الذي تشعر به عندما تفرك يديك بإحداهما بالأخرى هو نتيجة تحول الطاقة الحركية إلى طاقة حرارية، ويحدث التحول من الطاقة الميكانيكية إلى الطاقة الحرارية بسهولة ويسر. أما العملية العكسية، وهي تحول الطاقة الحركية إلى طاقة ميكانيكية، فتكون أكثر صعوبة. ويعد المحرك الحراري أداة ذات قدرة على تحويل الطاقة الحركية إلى طاقة ميكانيكية بصورة مستمرة.

يتطلب المحرك الحراري مصدراً ذا درجة حرارة مرتفعة لامتصاص الحرارة منه؛ ومستقبلاً ذا درجة حرارة منخفضة لامتصاص الحرارة ويسمى المصرف. كما يحتاج إلى طريقة لتحويل الطاقة الحركية إلى شغل. يوضح الشكل 11-6 رسماً تخطيطياً لمحرك حراري، وهو محرك احتراق داخلي، حيث يشتعل فيه بخار الجازولين المخلوط بالهواء الموجود في الأسطوانة، ثم يتمدد الهواء ويدفع المكبس، محولاً بذلك الطاقة الحركية إلى طاقة ميكانيكية. وللحصول على طاقة ميكانيكية مستمرة، فإن المحرك يجب أن يعود إلى وضعه الابتدائي، حيث يطرد الهواء الحار ويُخل عمله هواء جديد، ويعود المكبس إلى أعلى الأسطوانة كما بين الشكل 12-6.

شمعة الاشتعال

الهواء

وبخار الجازولين

المكبس

إلى العادم

القدرة

الاشتعال

الضغط

الإدخال

تتكرر هذه الدورة عدة مرات كل دقيقة. وتتحول الطاقة الحرارية من احتراق إلى طاقة ميكانيكية، ولذا تتحرك السيارة.

لا تتحول جميع الطاقة الحرارية الناتجة عن الاشتعال في محرك السيارة إلى طاقة ميكانيكية، فعندما يشتعل المحرك تصبح الغازات الناتجة في العام وأجزاء المحرك ساخنة، وينقل الهواء الخارجي الملائم لـه، فترتفع درجة حرارة الهواء الخارجي، كما ينتقل الحرارة من المحرك إلى المسرد، فيمر الهواء الخارجي خلال المسرد، مما يرفع درجة حرارة المسرد أيضاً.

وتسمى الطاقة المنتقلة إلى خارج المحرك المركبة بالحرارة الضائعة (Q)، وهي الحرارة غير المتحولة إلى شغل. فعندما يعمل المحرك بصورة دائمة فإن الطاقة الداخلية غير المتحولة إلى شغل.

الشكل 11-6 محرك حراري

يحول الحرارة عند درجة الحرارة المرتفعة إلى طاقة ميكانيكية وإلى حرارة ضائعة عند درجة حرارة منخفضة.

الشكل 12-6 تعمل الحرارة

الناتجة عن احتراق الجازولين على تمدد الغازات الناتجة ويبذل قوة وشغل على المكبس.

وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447

المحركات الحرارية هي الدفء الذي تشعر به عندما تفرك يديك بإحداهما بالأخرى هو نتيجة تحول الطاقة الحركية إلى طاقة حرارية، ويحدث التحول من الطاقة الميكانيكية إلى الطاقة الحرارية بسهولة ويسر. أما العملية العكسية، وهي تحول الطاقة الحركية إلى طاقة ميكانيكية، فتكون أكثر صعوبة. ويعد المحرك الحراري أداة ذات قدرة على تحويل الطاقة الحركية إلى طاقة ميكانيكية بصورة مستمرة. يتطلب المحرك الحراري مصدراً ذا درجة حرارة مرتفعة لامتصاص الحرارة منه؛ ومستقبلاً ذا درجة حرارة منخفضة لامتصاص الحرارة ويسمى المصرف. كما يحتاج إلى طريقة لتحويل الطاقة الحركية إلى شغل. يوضح الشكل 11-6 رسماً تخطيطياً لمحرك حراري، وهو محرك احتراق داخلي، حيث يشتعل فيه بخار الجازولين المخلوط بالهواء الموجود في الأسطوانة، ثم يتمدد الهواء ويدفع المكبس، محولاً بذلك الطاقة الحركية إلى طاقة ميكانيكية. وللحصول على طاقة ميكانيكية مستمرة، فإن المحرك يجب أن يعود إلى وضعه الابتدائي، حيث يطرد الهواء الحار ويُخل عمله هواء جديد، ويعود المكبس إلى أعلى الأسطوانة كما بين الشكل 12-6. شمعة الاشتعال الهواء وبخار الجازولين المكبس إلى العادم القدرة الاشتعال الضغط الإدخال تتكرر هذه الدورة عدة مرات كل دقيقة. وتتحول الطاقة الحرارية من احتراق إلى طاقة ميكانيكية، ولذا تتحرك السيارة. لا تتحول جميع الطاقة الحرارية الناتجة عن الاشتعال في محرك السيارة إلى طاقة ميكانيكية، فعندما يشتعل المحرك تصبح الغازات الناتجة في العام وأجزاء المحرك ساخنة، وينقل الهواء الخارجي الملائم لـه، فترتفع درجة حرارة الهواء الخارجي، كما ينتقل الحرارة من المحرك إلى المسرد، فيمر الهواء الخارجي خلال المسرد، مما يرفع درجة حرارة المسرد أيضاً. وتسمى الطاقة المنتقلة إلى خارج المحرك المركبة بالحرارة الضائعة (Q)، وهي الحرارة غير المتحولة إلى شغل. فعندما يعمل المحرك بصورة دائمة فإن الطاقة الداخلية غير المتحولة إلى شغل. الشكل 11-6 محرك حراري يحول الحرارة عند درجة الحرارة المرتفعة إلى طاقة ميكانيكية وإلى حرارة ضائعة عند درجة حرارة منخفضة. الشكل 12-6 تعمل الحرارة الناتجة عن احتراق الجازولين على تمدد الغازات الناتجة ويبذل قوة وشغل على المكبس. وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447 --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: مستودع ساخن عند TH Description: Diagram illustrating a heat engine. Shows a hot reservoir (TH) supplying heat (QH) to a mechanism (محرك حراري) which does work (W) and rejects heat (QL) to a cold reservoir (TL). Includes labels for QH, QL, W, TH, TL, محرك حراري, and مستودع بارد عند TL. Data: Illustrates the principle of heat transfer and work in a heat engine. Context: Explains the basic components and energy flow in a heat engine. **DIAGRAM**: شمعة الاشتعال Description: Diagram illustrating the four strokes of an internal combustion engine: الإدخال (Intake), الضغط (Compression), الاشتعال (Combustion/Power), and العادم (Exhaust). Shows the piston movement, valves, spark plug, and crankshaft rotation. Labels include: شمعة الاشتعال, بخار الجازولين, المكبس, الهواء, إلى العادم, القدرة, الاشتعال, الضغط, الإدخال. Data: Visual representation of the engine cycle. Context: Explains the mechanical process of how heat energy is converted into mechanical work in an engine.